[충청투데이 최윤서 기자] 전자제품이 제 성능을 오랫동안 유지하기 위해서는 작동 중 발생하는 열을 효과적으로 제어하고 방출해주는 방열부품의 역할이 중요하다.
전자부품 고장 중 약 56%는 과도한 발열 때문에 발생하며, 열 방출 문제로 작동온도가 임계치보다 10℃ 상승할 경우 제품 수명은 평균 2배 정도 감소하게 된다.
20일 한국생산기술연구원(이하 생기원)이 방열소재로 주로 쓰이는 구리, 알루미늄 등의 금속소재에 흑연 분말을 복합화해 열전도도를 1.5~2배가량 향상시킨 ‘메탈 하이브리드 방열소재’를 개발했다고 밝혔다.
EV부품소재그룹 오익현 박사 연구팀이 개발한 방열소재는 열전도도가 600W/mK급으로 구리(400W/mK), 알루미늄(220W/mK) 단일 소재들보다 1.5~2배가량 높아 열 방출이 빠르며, 이는 세계 최고 수준이다. 또 기존의 단일 상용소재들과 비교해 부품 불량의 원인이 되는 열팽창계수가 1.5~2배가량 낮아 열로 인한 변형이 덜하며, 비중도 약 50% 수준이어서 전자제품 경량화에 유리하다.
연구팀은 3년간의 개발기간 동안 기존 방열소재인 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag)을 대상으로 흑연과의 조성비, 방향성 제어율 및 최적 공정조건 등을 연구해 소재 활용도를 넓히는 데 주력했다. 그 결과 열전도도와 같은 열적 특성을 전자제품 사양에 맞춰 소재별로 다르게 부여할 수 있는 방열소재 제조 원천기술을 확보했다.
열전도도 550~640W/mK급의 Cu계 방열소재는 전력반도체와 시스템반도체 분야에, 250~320W/mK급 Al계 방열소재는 LED 분야에, 550~600W/mK급 Ag계 방열소재는 트랜지스터와 같은 스위칭 소자 분야에 활용도가 높을 것으로 기대된다.
최윤서 기자 cys@cctoday.co.kr